学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

高温超导块体材料的取向外延生长及生长机制的研究

作　者: 李天宇
导　师: 姚忻
学　校: 上海交通大学
专　业: 凝聚态物理
关键词: 高温超导外延生长生长机制隔绝污染
分类号: O469
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 73次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

高温超导体(HTSC)具有优秀的性能和巨大的潜能,一直受到科学界的广泛关注。尤其是RE1Ba2Cu3O7 (REBCO, RE123,其中RE包含Y,Gd,Sm,Nd等稀土元素)系列超导块体材料有着光明的发展前景,非常具有研究价值。至今为止,在超导块材的生长制备领域虽然有了长足进展,但仍然面临着一些困难：如生长时间过长；晶界处的冻结磁场存在损耗；籽晶对块体材料的污染；生长过程中最高温的极限被籽晶限制等。本文的主要科学意义在于从外延取向控制与生长机制两方面,讨论了控制生长高性能REBCO超导块体材料的手段及方法。主要成果如下：1.多籽晶熔融织构法生长YBCO超导块体材料中的晶界生长机制。在多籽晶熔融织构法(MSMG)中,YBCO和SmBCO薄膜首次被作为籽晶使用。引入了一个新的生长模式用于解释多籽晶法中晶界处残留熔体和单畴间夹角的关系。在实验过程中,薄膜籽晶显示出了同质外延,过热性能,形状规则,易于制备等优点。同时验证了晶界处的残留熔体随单畴间夹角的增大而减少。例如(110)/(110)晶界处的残留熔体明显少于(100)/(100)晶界处。2.中间隔离保护层应用于REBCO超导块材生长。中间隔离保护层首次被使用在冷籽晶熔融织构法制备REBCO超导块体材料中,即将一个微型块体置于籽晶与块体前驱体之间。值得注意的是,由籽晶材料引起的污染大部分被此保护层吸收。因此,我们可以得到无籽晶污染的样品。另外,虽然熔融织构法流程中的最高温(Tmax)由于籽晶材料的限制,存在一个最高值。但通过添加保护层,Tmax的极限得到了提升。这有利于扩大样品的生长区间和抑制自发形核。总的来说,这项工作在避免了籽晶对样品污染的同时也提高了Tmax的极限值。对制备大尺寸、高性能的超导块体材料,有一定的指导意义。本论文的工作,为REBCO高温超导块体材料的取向外延生长和生长机制的研究提供了新的思路和方法,对制备高性能的REBCO超导块材有一定的帮助。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-9
第一章绪论  9-35
  1.1 超导的发展历程  9-12
  1.2 高温超导体的结构与特性  12-19
  1.3 高温超导体的制备方法和表征手段  19-27
    1.3.1 高温超导材料的制备方法  19-24
    1.3.2 高温超导体材料的表征手段  24-27
  1.4 高温超导体的应用前景  27-34
  1.5 本章小结  34-35
第二章 REBCO高温超导材料的相关系  35-52
  2.1 REBCO晶体/块材生长过程中的热力学平衡及相图相关知识  35-46
    2.1.1 Y-Ba-Cu-O系统的相关系  36-39
    2.1.2 RE-Ba-Cu-O系统的相关系  39-46
  2.2 晶体生长的驱动力  46-51
  2.3 本章小结  51-52
第三章 REBCO块材的生长和REBCO过热薄膜籽晶的应用  52-63
  3.1 REBCO块材的生长方法  52-56
  3.2 YBCO薄膜的过热分析和应用  56-58
  3.3 REBCO薄膜籽晶的应用和优点  58-61
  3.4 本章小结  61-63
第四章 YBCO薄膜籽晶诱导的多籽晶熔融织构法(MSMG)YBCO块体材料生长机制研究  63-73
  4.1 多籽晶熔融织构法制备超导块体材料  63-64
  4.2 Y123块材的生长  64-66
  4.3 多籽晶样品中晶界的生长机制  66-72
  4.4 本章小结  72-73
第五章中间隔离保护层应用于超导块体材料生长  73-80
  5.1 REBCO超导块体材料的生长  73-75
  5.2 中间隔离保护层抑制籽晶引起的污染  75-76
  5.3 中间隔离保护层对生长流程中最高温度(T_(MAX))的提升作用  76-79
  5.4 本章小结  79-80
第六章总结  80-82
  6.1 主要结论  80-81
  6.2 研究展望  81-82
参考文献  82-87
攻读学位期间已发表或投递的论文  87-88
致谢  88-90

高温超导块体材料的取向外延生长及生长机制的研究

内容摘要

全文目录

相似论文